三維GIS技術是什么?

地理信息系統-GIS

創(chuàng)新互聯建站長期為成百上千家客戶提供的網站建設服務，團隊從業(yè)經驗10年，關注不同地域、不同群體，并針對不同對象提供差異化的產品和服務；打造開放共贏平臺，與合作伙伴共同營造健康的互聯網生態(tài)環(huán)境。為韶山企業(yè)提供專業(yè)的網站設計、成都網站建設，韶山網站改版等技術服務。擁有10年豐富建站經驗和眾多成功案例,為您定制開發(fā)。

隨著GIS應用的深入,人們越來越多地要求從真三維空間來處理問題。在應用要求較為強烈的部門如采礦、地質、石油等領域已率先發(fā)展專用的具有部分功能的三維GIS,如加拿大LYNX Geosystems公司的LYNX軟件,但由于它們一般是針對自己的領域開發(fā)的,沒有從理論上加以系統完整的研究,沒有面向通用平臺進行設計,因此具有較強的局限性。這是由當時的應用要求、數據獲取手段及相關的計算機技術發(fā)展條件決定的。

由于二維GIS數據模型與數據結構理論和技術的成熟,圖形學理論、數據庫理論技術及其它相關計算機技術的進一步發(fā)展,加上應用需求的強烈推動,三維GIS的大力研究和加速發(fā)展現已成為可能。

當前研究和開發(fā)三維GIS的思路可歸納為兩種:

● 由于三維GIS首先要將地理數據變?yōu)榭梢姷牡乩硇畔?因此人們一方面從三維可視化領域向三維GIS系統擴展,這一點同早期的二維GIS來源于計算機制圖管理一樣,是從可視化角度出發(fā)的。

● 另一方面,GIS需要存儲和管理大量的空間信息和屬性信息,因此另一部分人從數據庫的角度出發(fā)向三維GIS發(fā)展,從商用數據庫向非標準應用領域擴展,將三維空間信息的管理融入RDBMS中,或是從底層開發(fā)全新的面向空間的OODBMS, 如GODO,GeoO2,GEO++,SmallWorld GIS。一個新的發(fā)展方向是將三維可視化與三維空間對象管理藕合起來,形成集成系統。

（2）三維GIS相關軟件發(fā)展概況

但是迄今為止,目前國際國內還沒有一個成熟完整的三維GIS系統,與三維GIS相關的系統大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統部分實現三維GIS的功能,比較有名的軟件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD,I/EMS,SGM等。

迄今為止,目前國際國內還沒有一個成熟完整的三維GIS系統,與三維GIS相關的系統大多集中在三維可視化方面,如EVS,Vis5D,Voxel,醫(yī)學可視化及各種CAD軟件等,也有一些三維系統部分實現三維GIS的功能,比較有名的軟件有:LYNX, IVM（Interactive Volume Modeling）, GOCAD, I/EMS,SGM等。

三維GIS平臺

杭州經緯股份是國內領先的3D GIS可視化一站式解決方案提供商，自研無插件3D gis引擎，首創(chuàng)3DGIS智能操作系統（3D GIS-OS，3D GIS Operating System）的概念為用戶提供專業(yè)的一站式3DGIS可視化解決方案，實現平臺、場景、數據、服務四大賦能應用。屬于國內三維GIS 平臺的第一梯隊。

自然資源管理，三維GIS做什么？

由于自然資源部的組建，“山、水、林、田、湖、草”作為生命共同體綜合管理是當前的迫切需求，原有的單要素的資源管理方式滿足不了當前的管理需求，需要技術上實現從二維到三維的轉變。

自然資源管理中技術與業(yè)務的雙轉變

隨著GIS的深入應用，人們越來越多地要求在三維的場景下還原現實。在技術方面，三維GIS先要將地理數據變?yōu)榭梢姷牡乩硇畔?，因此人們一方面從三維可視化領域向三維GIS系統擴展，這一點同早期的二維GIS來源于計算機制圖管理一樣，是從可視化角度出發(fā)的。在需求方面，由于自然資源部的組建，“山、水、林、田、湖、草”作為生命共同體綜合管理是當前的迫切需求，原有的單要素的資源管理方式滿足不了當前的管理需求，需要技術上實現從二維到三維的轉變。

1. 機構轉變帶來的管理提升

2018年自然資源部部長陸昊在海南調研期間提出，自然資源相關業(yè)務系統要由二維系統變成三維系統，解決自然資源調查、確權和國土空間用途管控等問題。城市空間作為國土空間的重要組成部分，城市發(fā)展逐漸從平面轉向了空間，三維思維的城市發(fā)展理念及實踐的不斷涌現，既是城市空間形態(tài)的自然演進，又是城市發(fā)展過程中解決交通擁堵、環(huán)境惡化、資源匱乏等系列問題的路徑探索。從發(fā)展的角度來看，三維技術將是承載自然資源管理的重要技術，需要建立實現數據管理、空間展示、空間分析、業(yè)務應用、輔助決策等功能于一體的三維管理平臺。

2. 三維技術突破帶來全新功能

隨著三維空間信息獲取技術的發(fā)展，大規(guī)模、高精度、低成本數據的獲取成為現實，三維應用建設成本大幅降低。除了成本之外，三維技術在以下幾點也實現了創(chuàng)新：利用BIM、三維實體數據模型，實現從物體表面與形狀的表達到內部結構的表達；新型三維數據（傾斜攝影、BIM、激光點云）與傳統數據（影像、矢量、地形數據、精細模型、地下管線）融合，實現提高了三維場景的建模成本和精度；基于WebGL技術的Web三維，為構建B/S架構的三維GIS應用提供了可行性，同時在跨平臺GIS技術的基礎上，發(fā)展出了Web端的三維空間分析能力；三維GIS標準化與數據共享降低三維Web應用的建設難度和建設成本。

3. 技術與業(yè)務融合日趨深入

在自然資源的管理中需要體現個體及整體的特性，而自然資源中的個體又極為復雜，這給三維技術的應用提出了挑戰(zhàn)。眾所周知，每一種三維技術都各有特長，怎么樣“集百家之長，成自然資源解決之道”呢？三維技術的融合，為三維技術在自然資源管理中的應用提供了無限可能。在自然資源應用層面，利用不同三維技術的特性，能更好地還原現實。比如傾斜攝影動態(tài)單體化技術，借用矢量面數據模型，不僅可以做到單體化選擇、查詢，還可以實現緩沖區(qū)分析、空間查詢等功能；利用點云的精度、精細模型的美觀、樓盤表的內部信息，還原真實不動產客體信息。

三維GIS技術助力生命共同體升維

自然資源在空間分布上位置不一、形態(tài)各異，自然資源的管理的不僅是各項指標，更需要模擬自然資源的真實分布情況，從實際出發(fā)、從需求出發(fā)，還原自然資源的利用情況、管制情況，更好地去規(guī)劃、保護、修復自然資源。

1. 自然資源管理

摸清家底是實現自然資源資產化管理的重要一步，只有把握現在的數據與趨勢，才能決策未來的目標與方向。通過系統門戶能看到資源的概括情況，包括各類自然資源的數量情況、自然資源類別的分布情況、自然資源與不動產的關聯情自然資源與空間管制的情況。

4. 三維礦體管理

自然資源是生態(tài)環(huán)境的命脈，可以用三維的方式為自然資源“把脈”。沒有了高度，山會變成平原；沒有了樹木，山也不會是金山銀山；沒有地下空間，也不會看到金礦銀礦。自然資源在空間分布上不僅僅是有廣度，還具備一定的深度。通過自然資源三維的建設，實現從地面到地下，從整體到個體，直觀的展示一層一層的自然資源在空間上的分布情況。

8. 隧道挖掘分析

交通是連接城市的重要紐帶，也是為城市發(fā)展運送人流、物流的重要通道。一條山路，貫通的是山，縮短的是城市之間的距離。但對于隧道挖掘占用的自然資源面積該怎么樣計算呢？由于隧道和自然資源在二維的投影上是相交的，實際上占用的面積并非等于相交的面積。以三維的方式，建立穿山隧道模型，實現二三維的對比分析，為自然資源的占用情況提供準確分析結果。

三維GIS平臺標繪新玩法，再不了解你就out了！

地圖標繪指在地圖背景上標繪各種具有空間特征的事、物的分布狀態(tài)或行動部署。標繪功能廣泛應用于電力、通信和應急等多個行業(yè)和領域，它可以用來表達各種信息，描述各種對象，表示各種資源，還可以渲染業(yè)務進度和流程，以便于三維可視化分析。

1.三維地球上的標繪

標繪技術是三維GIS的一個重要技術手段，在幾何表達上主要分為點標繪、線標繪、面標繪、體標繪，常用的為點、線、面的形式。

01 點標繪

點標繪用以表示大小可以忽略不計的小面積地物或點狀地物，一般點標繪只有位置信息和屬性信息，分別表征其定位含義和屬性含義。

02 線標繪

線標繪通常采用折線法實現，在特定的場景中線標繪有兩種表現形式：一種是沒有寬度的線即單線，用于表達邊界線；另一種是從中心向兩邊擴展為面的線，即帶狀標繪，如用于表達道路、河流等。

03 面標繪

面標繪一般用于表達一個特定的區(qū)域，如受災區(qū)域、滑坡范圍、規(guī)劃區(qū)等。

04 體標繪

體標繪采用簡單體或實體模型來表示三維場景中的具體地物。

2.標繪功能的應用場景

標繪功能廣泛應用于電力、通信和應急、地籍調查、規(guī)劃設計等多個行業(yè)和領域。

以下以地震場景應急救援為例 ：

在地震災害場景中，“標繪”功能模塊的任務主要有三，即初步展示階段、交互分析階段和輔助決策與預演模擬階段。

在第一階段，通常利用批量點標繪加實體模型和文字標注展示災區(qū)學校、政府機構、醫(yī)院等的分布情況，并分析災區(qū)居民的主要聚集地，給分析人員提供整體的初步認識；

在第二階段，綜合使用各類標注方法及空間表現手段對災區(qū)進一步分析，為救援方案的制定提供輔助信息；

在第三階段，分析人員借助前兩個階段的綜合展示與分析成果，制定初步的備選救援方案，并以標繪形式進行動態(tài)預演和模擬，判斷不同方案的優(yōu)劣性并實時改進救援方案，為救援指揮順利開展提供保障。

3.一種便捷的標繪方法

在最新發(fā)布的EasyEarth版本中，著重優(yōu)化了點、線、面標繪功能的顯示問題。 可以做到根據用戶在三維球上捕捉的對象類型進行貼對象顯示，影像、地形、傾斜、傳統模型等數據均可做到完美貼合。

點標繪效果

線標繪效果

面標繪效果

傾斜數據面標繪

地形數據面標繪

傳統模型面標繪

以上場景及功能均可免費體驗！